软件工程上课PPT内容详细

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信息隐蔽:在设计和确定模块时,使得一个模块内 包含的信息(过程或数据),不允许其它不需要这 些信息的模块访问,独立的模块间仅仅交换为完成 系统功能而必须交换的信息。
局部化:将一些关系密切的软件元素物理地放得彼 此靠近。
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3.1.1 软件设计的原则 1、模块化 2、抽象 3、逐步求精 4、信息隐蔽和局部化 5、模块的相对独立(高内聚、低耦合)
小结
软件需求:解决“做什么” 软件设计:解决“怎么做”. 软件设计的任务:以软件需求规格说明书为依据,
着手实现软件的需求,并将设计的结果反映在“设 计规格说明书”文档中。 软件设计的重要性:是软件开发阶段的第一步,最 终影响软件实现的成败和软件维护的难易程度。
软件设计的两个阶段 第一阶段:概要设计(总体设计) 根据软件需求,设计软件系统结构和数据结构,
程的表达形式来描述各种算法;产生精确描述各模 块程序过程的详细文档,并进行评审。
Structured Analysis与Structured Design的关系。
将需求分析摸型转换为软件设计 软件结构设计以需求分析中得到的数据流图为
基础而进行。
软件总体设计的核心内容就是依据需求规格说明书,合
设计目标:高内聚
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块内各组成成份在功能上是互不相关的。
模块 M 中的三个语句没有任何联系。 缺点:可理解性差,可修改性差
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把几种相关功能(逻辑上相似的功能)组合在一模块内, 每次调用由传给模块的参数确定执行哪种功能。
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模块完成的功能必须在同一时间内执行,这些功能 只因时间因素关联在一起。
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接口传递信息应简单且和模块功能一致。 模块的接口要简单、清晰、含义明确,便于理解,
易于实现、测试与维护。
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不要使模块间出现内容耦合。
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如果一个模块可以当作一个黑盒子,相同输入产生 相同输出,其功能为可预测的。
若模块带有内部“存储器”,其功能可能是不可预 测的,难理解、难测试、难维护。
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( 1 )软件可理解性降低 ( 2 )诊断错误困难 ( 3 )软件可维护性差 ( 4)软件可靠性差
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有下列情况之一的。是最不好的耦合形式!
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一模块对另一模块的引用 一模块向另一模块传递的数据量 一模块施加到另一模块的控制的数量 模块间接口的复杂程度
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1、根据问题特点,选择合适的 耦合类型。 尽量使用数据耦合,少用控制耦合和外部耦合,限 制公共耦合的范围,完全不用内容耦合
软件系统就是通过这些模块的组合来实现。
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模块化是软件解决复杂问题所具备的手段, 可降低软件复杂性,减少开发工作量,从而降低 开发成本,提高软件生产率,是模块化的依据。
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接口
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接口:指模块的输入与输出。 功能:指模块实现什么功能。 模块化好处: 模块化使软件容易测试和调试,因而有助提高软件
小结
1、软件结构化的图形工具 1) HIPO图 2) IPO图 3) 结构图
2、面向数据流的设计方法 3、面向数据结构的设计方法
1、 层次图 通常使用层次图描绘软件的层次结构
一个矩形框代表一个模块 框间的连线表示调用关系
正文加工系统的层次图
为表示层间所属关系,可在框图中加入相应编号,表明对应所属层级。 正文加工系统的H图
设计目标:低耦合
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属松散耦合。一模块访问另一模块时,通过数据参 数交换输入、输出信息。
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模块之间传递的是控制信息(如开关、标志、名字 等),控制被调用模块的内部逻辑。
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控制藕合增加了理解和编程的复杂性,调用模块必 须知道被调模块的内部逻辑,增加了相互依赖。去 除控制藕合方法: ( 1 )将被调用模块内的判定上移到调用模块中进行 ( 2 )被调用模块分解成若干单一功能模块
2 、降低模块接口的复杂性。 减少每个模块的参数个数;尽量使用标准过程调用
方式,少用直接引用的方式;传送的信息以标准、 直接的方式提供。 3 、把模块的通信信息放在缓冲区中。
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又称模块内联系。指一个模块内部各个元素彼此结 合的紧密程度的度量。
若一个模块内各元素(语句之间、程序段之间)联 系的越紧密,则它的内聚性就越.
小结
1、模块化 2、抽象 3、逐步求精 4、信息隐蔽和局部化 5、模块的相对独立(高内聚、低耦合)
什么是模块和模块化思想? 采取自顶向下的方式,逐层把软件系统划分成
若干可单独命名和可编址的部分- “ 模块” ,每 个模块完成一个特定的子功能;
所有模块按某种方法组成一个整体,完成整个 系统所要求的功能。
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通过模块分解或合并,降低耦合提高内聚
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模块过大:可理解程度下降
模块过小:开销大于有效操作系统接口复杂
在考虑模块的独立性同时,为了增加可理解性,
模块的大小最好在 50 一 150 条语句左右,可以
用 1 一 2 页打印纸打印,便于人们阅读与研究。
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软件结构度量术语
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两个模块通过传递数据结构加以联系,或都与一个 数据结构有关系,则称这两个模块间存在特征耦合。
可能出现的情况:当把整个数据结构作为参数传递 时,被调用的模块虽然只需要使用其中的一部分数 据元素,但实际可以使用的数据多于它真正需要的 数据,这将导致对数据访问失去控制。
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说明:
“住户情况”是一个数据结构,图中模块都与此
确定程序的组成模块及模块之间的相互关系。 其重要性是:站在全局高度,从较抽象的层次上
分析对比多种可能的系统实现方案和软件结构,从 中选出最佳方案和最合理的软件结构,从而用较低 成本开发出较高质量的软件系统。
软件设计的两个阶段 第二阶段:详细设计(过程设计) 确定模块内部的算法和数据结构;选定某种过
衡量模块独立性的两个准则 ① 耦合性( coupling ) ② 内聚性( cohesion )
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耦合性几种类型
1、数据耦合 2、控制耦合 3、通信耦合 4、标记耦合 5、公共耦合 6、内容耦合
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也称块间的联系。是对软件系统结构中,各模块间 相互联系紧密程度的一种度量。
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抽象
外表
形体 衣着 性格
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逐步求精:为了能集中精力解决主要问题而尽量推 迟对问题细节的考虑。
可把逐步求精看作是一项把一个时期内必须解决的 种种问题按优先级排序的技术。
逐步求精是一种自顶向下的设计策略,按这种设计 策略,程序的体系结构是通过逐步精化处理过程的 层次而设计出来的。
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外表 抽象 形体 衣着 性格
头发 脸形 领带 逐步求精
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将功能、信息的说明分为多个层次,最高层也最抽 象 ― 仅仅只是概念性地描述功能或信息,不提供功 能的内部工作情况或信息的内部结构;
设计者从最高层开始,仔细推敲,进行功能和信息 的细化,给出下层实现的细节;
随着每个后续细化逐步的完成,提供越来越多的细 节,最终得出用程序设计语言表达的程序。
例:初始化系统模块 系统结束模块、 紧急故障处理模块等
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模块内各处理成分相关,且必须以特定次序执行。
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模块内各部分使用相同的输入数据,或产生相同的 输出结果
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模块完成多个功能,各功能都在同一数据结构上操 作,每一功能有唯一入口。
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模块仅包括为完成某个功能所必须的所有成分。 模块所有成分共同完成一个功能,缺一不可 内聚性最强
的可靠性。 模块化能提高软件的可修改性。 模块化有助于软件开发工程的组织管理。
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① 什么是抽象?
学生
认识复杂事物和现象时, 大学生 抽出事物本质的共同特
性而暂不考虑它们的细 吕梁学院学
节。

② 软件开发中的抽象 吕梁学院计
过程的抽象
算机系学生
数据的抽象
吕梁学院计
算机系15级
学生
抽象
单一的模块具有高内聚。但模块功能过分局限,可 使用范围将过分狭窄,缺乏灵活性和扩充性。
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3.0 软件设计概述 3.1 软件设计的原则---模块设计 3.2 结构化软件设计的方法 3.3 面向数据流的软件结构 3.4 软件的体系结构 3.5 数据库结构设计 3.6 接口、环境设计 3.7 总体设计实例 3.8 软件总体设计说明书
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耦合与内聚都是模块独立性的定性标准,都反映模 块独立性的良好程度。
但耦合是直接的主导因素,内聚则辅助耦合共同对 模块独立性进行衡量。
设计要求:高内聚,低耦合
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衡量模块独立性的两个准则 ① 耦合性( coupling ) ② 内聚性( cohesion )
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改进原则 :高内聚、低耦合 ① 改进软件结构,提高模块独立性 ② 模块规模适中 ③ 深度、宽度、扇出和扇入适中 ④ 将模块的影响限制在控制范围内 ⑤ 降低模块接口的复杂性 ⑥ 设计单入口单出口的模块 ⑦ 模块功能可预测
1 、什么是模块独立性( module independence)
模块只完成系统要求的相对独立的功能 符合信息隐蔽原则 模块间关联和依赖程度尽量小
2 、模块独立的优点 容易开发、测试和维护
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衡量模块独立性的两个准则 ① 耦合性( coupling ) ② 内聚性( cohesion )
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数据结构有关。 “计算水费”和“计算电费”本无关,由于引用
了此数据结构产生依赖关系,它们之间也是标记 偶合。
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一组模块引用同一个公用数据区(也称全局数 据区、公共数据环境)。 公共数据区指:
全局数据结构。 共享通讯区。 内存公共覆盖区等
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模块 A 、 B 、 C 间存在错综复杂的联系
面向数据流的设计方法是常用的结构化设计方法,
多在概要设计阶段使用。
④ 将模块的影响限制在控制范围内
作用域是指受模块内一个判定影响的所有模块的集合 控制域是指这个模块本身及其所有的下属模块的集合
A
A
受 E 中判 定影响
B
C
D
A A
C
D
E
F
FE
B
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模块 C 的控制范围: C、D、E、F、 G、H。
如果模块 C 作出的 决策影响了模块 L , L超出了 C 的控制范 围
2、 IPO图 IPO图是表示: 输入处理输出 调用关系
IPO图的一个例
改进的IPO图(IPO表)的形式
◦ 一个方框代表一个模块,框内注明模块的名字或主要功能 ◦ 方框之间的箭头(或直线)表示模块的调用关系 ◦ 带注释的箭头表示模块调用过程中来回传递的信息 ◦ 箭头尾部是空心圆表示传递的是数据,实心圆表示传递的
是控制信息
结构图的例子——产生最佳解的一般结构
3.0 软件设计概述 3.1 软件设计的原则---模块设计 3.2 结构化软件设计的方法 3.3 面向数据流的软件结构 3.4 软件的体系结构 3.5 数据库结构设计 3.6 接口、环境设计 3.7 总体设计实例 3.8 软件总体设计说明书
小结
1、面向数据流的设计方法 2、面向数据结构的设计方法
理、有效地设计软件产品规格说明 书。
总体设计的主要内容:
1、系统的体系结构设计 8、评审各部分设计
2、总体结构设计
9、编写总体设计说明书
3、构件(模块)设计
4、数据设计
5、接口设计
6、网络环境设计
7、硬件和软件平台设计
3.0 软件设计概述 3.1 软件设计的原则---模块设计 3.2 结构化软件设计的方法 3.3 面向数据流的软件结构 3.4 软件的体系结构 3.5 数据库结构设计 3.6 接口、环境设计 3.7 总体设计实例 3.8 软件总体设计说明书
具体
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什么是抽象思想?
在认识事物、分析和解决问题的过程中,忽略那些与当前研究 目标不相关的部分, 以便将注意力集中于与当前目标相关的方面
软件开发实际上就是一个从高层次抽象到低层次抽象逐 步过渡的过程。
一个复杂的系统先用一些高级的抽象概念构造和理解, 这些高级概念又用较低级的概念构造和理解,如此进行下 去,直到具体元素。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章
软件工程概述 可行性研究及需求分析 总体设计 详细设计 软件编码
第六章 第七章 第八章 第九章
软件测试 软件维护 面向对象的软件工程 软件项目管理
3.0 软件设计概述 3.1 软件设计的原则---模块设计 3.2 结构化软件设计的方法 3.3 面向数据流的软件结构 3.4 软件的体系结构 3.5 数据库结构设计 3.6 接口、环境设计 3.7 总体设计实例 3.8 软件总体设计说明书
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